光热转换

Abstract(#br)Oil spill has now been a serious environmental issue, threatening the aquatic ecosystems and even human living environment. It is still challenging to develop absorbents for efficient oil/water emulsion separation and clean-up of viscous crude oil. Here, we propose a facile method to fabricate flexible and superhydrophobic foam composites for high efficiency oil/water separation under different complex environment. Carbon nanofibers (CNFs) with a hollow structure are decorated uniformly onto the skeleton of the polydimethylsiloxane (PDMS) foam with a strong interfacial adhesion.

膜蒸馏( MD )由于与其他技术具有良好的兼容性，作为海水淡化技术具有巨大的潜力。但由于温度极化效应，其效率低、能耗大，阻碍了其应用。在这里，我们描述了太阳能膜蒸馏( SMD )利用具有热浓度的光热膜可以克服这个问题。针对SMD工艺制备了具有优异光捕获和光热转换能力的超疏水聚二甲基硅氧烷/多壁碳纳米管/聚偏氟乙烯( PDMS / MWCNT / PVDF )复合膜。实验评价了光热转换能力和太阳膜性能，同时模拟考察了增强过程。研究发现，这种增强是由于膜附近的温度升高引起的热集中和局部加热效应。值得注意的是，在更大的SMD模块中采用两级热浓缩方式，可实现额外的脱盐性能，淡水生产率可达1.1   kg   m–2 h–1左右。利用太阳能，受益于热浓缩效应，我们设计的SMD系统可从3.5   wt %的盐水中以0.65   kg   m–2 h–1的速率生产淡水，纯太阳能的能耗约为1   kW   m–2，较常规SMD工艺有显著改善。将SMD技术与可再生能源相结合，将进一步降低其成本和能耗，促进其工业化应用。

溢油现在已经成为严重的环境问题，威胁着水生生态系统甚至人类的生存环境。开发高效油水乳状液分离和净化稠油的吸收剂仍然具有挑战性。在此，我们提出了一种在不同复杂环境下制备柔性超疏水泡沫复合材料以实现高效油水分离的简便方法。具有中空结构的碳纳米纤维( CNFs )均匀地修饰在界面结合力很强的聚二甲基硅氧烷( PDMS )泡沫的骨架上。CNFs不仅可以提高表面粗糙度和疏水性，而且可以作为众多的毛细管，改善石油吸附和油水分离性能。更重要的是，强光吸收的CNFs网络赋予泡沫优越的光热转换能力。所得泡沫复合材料具有优异的耐腐蚀性能，能够吸附不同密度的各种油类。泡沫复合材料能够将油从乳液中分离出来，分离效率相对较高。光照射下材料表面温度能够快速升高，能够显著降低油品黏度，从而实现浮在水面的原油快速清理。

溢油现在已经成为严重的环境问题，威胁着水生生态系统甚至人类的生存环境。开发高效油水乳状液分离和净化稠油的吸收剂仍然具有挑战性。在此，我们提出了一种在不同复杂环境下制备柔性超疏水泡沫复合材料以实现高效油水分离的简便方法。具有中空结构的碳纳米纤维( CNFs )均匀地修饰在界面结合力很强的聚二甲基硅氧烷( PDMS )泡沫的骨架上。CNFs不仅可以提高表面粗糙度和疏水性，而且可以作为众多的毛细管，改善石油吸附和油水分离性能。更重要的是，强光吸收的CNFs网络赋予泡沫优越的光热转换能力。所得泡沫复合材料具有优异的耐腐蚀性能，能够吸附不同密度的各种油类。泡沫复合材料能够将油从乳液中分离出来，分离效率相对较高。光照射下材料表面温度能够快速升高，能够显著降低油品黏度，从而实现浮在水面的原油快速清理。

虽然一些开创性的工作已经证明了超疏水和光热效应相结合产生非接触式Marangoni推进的可行性，但仍存在界面结合力强、结构设计多功能和耐久性高等挑战。本文采用简单的两步喷涂法制备超疏水多功能氟化酸化碳纳米管( F-ACNTs ) / Fe3O4纳米粒子/聚二甲基硅氧烷( PDMS )涂层。Fe3O4纳米颗粒和F-ACNTs的引入不仅改善了涂层的表面粗糙度，而且赋予涂层优异的磁性能和光热转换性能。PDMS可以降低表面能，改善纳米填料与基体(滤纸)的界面粘结性能。当材料经历磨损、近红外( NIR )光照射和酸处理后，超疏水性能得以保持，表现出优异的耐久性。高稳定性超疏水涂层引入了一层薄的空气来减小滤纸与水面之间的拖曳力，可用于控制自驱动光驱动运动和磁驱动运动。可以通过调节入射NIR光和磁场的方向来操纵运动。特别是基于超疏水和超亲油涂层的执行器，可以利用磁铁进行高效除油，很容易地被驱动到水面的油污区域。该工作为开发智能多响应执行器提供了一种简单通用的策略，在环境保护、微型机器人、生物医学等各个领域具有广阔的应用前景。

具有光热转换能力的窗帘能够在太阳辐射作用下暖化房间，提高建筑的热能利用效率，从而降低冬季能耗。本文采用冷冻干燥固化法，以丝素蛋白( SF )为模板和支架，硫化铜纳米颗粒( CuS NPs )为光热转化材料，聚乙二醇( PEG )为增塑剂，聚二甲基硅氧烷( PDMS )为封装剂，合成了一种光热丝素气凝胶。结果表明，SF作为模板可能会引导CuS NPs的生长，PEG的引入提高了制备的CuS @ SF气凝胶的柔韧性。复合CuS @ SF-PEG / PDMS气凝胶既保留了SF气凝胶的初始特性，又集疏水性、快速抗菌能力、高性能光热转换效率、稳定开关效应于一体。轻质、自热的SF基气凝胶可应用于智能窗帘等家用纺织品的制备。除此之外，它还可作为吸收剂用于从水中清除粘稠油，从而扩大SF基生物材料的应用范围，以满足可持续发展的要求。

本文介绍了纳米金( Au )薄膜包复在聚二甲基硅氧烷( PDMS )基片上的细胞-表面相互作用的结果。对PDMS和PDMS-磁铁矿( MNP )基片表面进行UV-Ozone处理，先将钛( Ti )薄膜热蒸汽沉积(溅射镀膜)到基片上，以提高Au涂层的附着力。Ti的薄层被热蒸发以改善界面黏附性，被一层40nm厚的薄膜微皱/扣状的波状Au层增强，即被涂复以增强细胞-表面相互作用和蛋白质吸收。采用光学显微镜和荧光显微镜相结合的方法研究了杂化表面上的细胞-表面相互作用。因此，通过表征乳腺癌和正常乳腺细胞存在时的代谢活性来阐明细胞增殖和表面细胞毒性(溅射镀PDMS表面)。结果表明，PDMS / PDMS-磁铁矿基复合材料的光热转换效率最高可达31.8 %，并对PDMS纳米复合材料在植入式生物医学器件中的应用前景进行了讨论。

虽然一些开创性的工作已经证明了超疏水和光热效应相结合产生非接触式Marangoni推进的可行性，但仍存在界面结合力强、结构设计多功能和耐久性高等挑战。本文采用简单的两步喷涂法制备了超疏水多功能含氟酸化碳纳米管( F- ACNTs ) / Fe3 O4纳米粒子/聚二甲基硅氧烷( PDMS )涂层。Fe3O4纳米粒子和F- ACNTs的引入不仅改善了涂层的表面粗糙度，而且赋予涂层优异的磁性能和光热转换性能。PDMS可以降低表面能，改善纳米填料与基体(滤纸)的界面粘结性能。当材料经历磨损、近红外( NIR )光照射和酸处理后，超疏水性能得以保持，表现出优异的耐久性。高稳定性超疏水涂层引入了一层薄的空气来减小滤纸与水面之间的拖曳力，可用于控制自驱动光驱动运动和磁驱动运动。可以通过调节入射NIR光和磁场的方向来操纵运动。特别是基于超疏水和超亲油涂层的执行器，可以利用磁铁进行高效除油，很容易地被驱动到水面的油污区域。该工作为开发智能多响应执行器提供了一种简单通用的策略，在环境保护、微型机器人、生物医学等各个领域具有广阔的应用前景。